III CONFERENCIA PANAMERICANA DE SISTEMAS DE HUMEDALES PARA EL TRATAMIENTO Y MEJORAMIENTO DE LA CALIDAD DEL AGUA. 2016 Santa Fé. Argentina CARACTERIZACIÓN Y REMEDIACIÓN DE MARISMAS CONTAMINADAS CON ESCORIAS EN SAN ANTONIO OESTE (RÍO NEGRO, ARGENTINA) Aloma Sartor GEIA. Grupo de Estudio de Ingeniería Ambiental Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Bahía Blanca. Argentina.
DESCRIPCIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO
56 ha con vegetación alofita en marismas contaminadas
• Origen de la contaminación: residuos de la Fundición Geotecnia que operó entre ( 1960- 1984), se extraía Zn y Ag de los minerales provenientes de la Mina Gonzalito localizada a ( 100 km)
• Localización: en la bahía interna de San Antonio Oeste (SAO) Río Negro, a 2 km de la ciudad de SAO, de 25.000 habitantes (Censo 2010), en la intersección entre la Ruta Nacional Nº 251 y el ingreso a Las Grutas (localidad turística costera) del Golfo San Matías
Clima templado y semiárido
Régimen de lluvias 248 mm/año
Humedad relativa promedio anual: 56 %
Vientos promedio: 19 km/hr
Temperatura media anual: 15,3 °C
CONSTITUYENTES ORIGINALES DE LAS PILAS DE
ESCORIA
• Óxidos de Fe, Si y elementos solubles en la escoria (Mn, Mo, V, S, Cr, As, Al, Ca, Mg, K, P, Ni, Sr);
• Importantes cantidades de Pb, Cu, Fe y Zn atrapados o disueltos (Bonuccelli, 2000).
ANTECEDENTES DE EVIDENCIAS DE LA CONTAMINACIÓN
• Estevez et al. (1996). “Evaluación de la contaminación urbana en San Antonio (Provincia de Río Negro). Informe Técnico N° 20”. PMIZCP
• Test de lixiviado y determinación de metales en residuos sólido realizado en INVAP (1999).
• Departamento Provincial de Agua. (2000). “Evaluación de la contaminación por metales pesados en la Bahía de San Antonio” Informe final. Viedma
• Bonuccelli et al. (2005). “Contaminación por metales pesados derivados por lixiviación de escorias de fundición. San Antonio. Río Negro”. Actas de Congreso Geológico. La Plata
• Diaz Barriga. (2005). “Análisis de muestras y estimación de plomo en sangre” Universidad de San Luis de Potosí. Mexico.
• Departamento de Salud Ambiental. Programa Nacional de Prevención y Control de las Intoxicaciones. (2005) “Estudio de probable contaminación por plomo en escolares de San Antonio Oeste”
• Sartor et al. (2007). “Alternativas de tratamientos del sitio contaminado en San Antonio Oeste. Río Negro”. FUNDATEC. UTN. FRBB
• Departamento de Salud Ambiental. (2008). “Modelo Geoespacial para la vigilancia local de la salud”.
• URS, Corporation. (2012). “Plan preliminar de remediación de áreas impactadas por la actividad de la ex fundición Mina Gonzalito en San Antonio Oeste. Provincia de Río Negro.
• En el 2005 se utilizó un modelo biocinético de plomo en
sangre (IEUB K) de la EPA para estudiar los efectos en niños
expuestos (5-6 años).
• Los resultados fueron que todos los niños expuestos tendrían
concentraciones que superarían los 5 µg/dL; una gran
mayoría tendrían más de 10 µg/dL y la tercera parte más de
15 µg/dL (Barriga, 2005)
Sobre 200 niños de la muestra para evaluar el plomo en sangre:
64% más de 5 µg/dL 20% más de 10 µg/dL más de 15 y 27 µg/dL
(los niños que viven en cercanías de los depósitos) (Ministerio de Salud Pública de Nación, 2005)
METODOLOGÍA PARA CARACTERIZAR EL SITIO
• Relevamiento del sitio; reconstrucción de la historicidad del
sitio, (cambios de usos y actividades desarrolladas);
• Estudio de la información existente, análisis de la
documentación, estudios y muestreos pre-existentes;
• Calicatas, muestreos y análisis químicos de material de fuente
contaminante a diferentes profundidad y análisis de lixiviación
en área de pilas.
• Construcción de nuevos pozos de monitoreo, análisis de agua.
• Muestreos y análisis químicos de sedimentos, análisis de agua
en área de marea.
• Perfil de suelo.
• Evaluación mineralógica de los sitios
• Estudios de las vías de transporte de contaminantes en el sistema.
MECANISMOS DE TRANSPORTE
• Transporte por disolución en el agua de lluvia infiltrada.
• Transporte por difusión provocado por gradientes de concentración.
• Transporte convectivo, debido al gradiente térmico creado por las reacciones químicas exotérmicas.
• Transporte advectivo, de componente horizontal debido al gradiente de presión originado por el viento.
Comportamiento Mineralógico y Geoquímico del Sitio
• Condiciones para generación y desarrollo del Drenaje Ácido
• Poder de Neutralización de los Minerales Acompañantes
• Mineralogía de los Productos de Oxidación
RESULTADOS DE MUESTRAS
ANALISIS QUIMICOS DE FUENTE DE CONTAMINACIÓN
Extracción
MUESTRAS
M40 M43 M44
Zona Mareas - 1m - 0,35m
Más de - 0,75m
Entre - 0,08m y -
0,57m Entre
0 y - 0,08m
Plomo (g/kg) < 0,1 0,1 10 < 1 * 0,1 < 0,1 < 1 * 20
Zinc (g/kg) 2,6 1,9 13,4 11,5 * 0,3 10 50 * 13,4
Cobre (g/kg) 0,1 < 0,1 0,5 < 1 * 0,1 0,1 < 1 * 1,8
Hierro (g/kg) 0,6 3,2 8,2 < 0,1* 2,2 5,8 < 0,1 * 165
* Análisis químico de Lixiviados (mg/l)
Fuente: Informe de FUNDATEC. (2007)
SEDIMENTOS DE MATERIAL FUENTE
Metal Metal Lixiviado (mg/l) Ley 24.051 (mg/l)
Zn 763 500
Cu 42,07 100
Pb 6,2 1
Ag <0,1 5
Cr <0,1 5
As <0,0015 1
Hg <0,005 0,1
Ni 0,64 1,34
Fuente: INVAP (1997)
Movilidad relativa de los metales pesados según su Eh-pH
Tabla 5
Movilidad Oxidante Acido Neutro y Alcalino
Reductor
Alta Zn Zn, Cu, Co,
Ni, Hg, Ag, Au
Media
Cu, Co, Ni, Hg, Ag, Au,
Cd
Cd
Baja Pb Pb Pb
Muy Baja Fe, Mn, Al,
Sn, Pt, Cr, Zr Al, Sn, Pt, Cr
Zn, Sn, Cr, Zn, Cu, Co, Ni, Hg, Ag, Au
Zn, Cu, Co, Ni, Hg, Ag, Au, Cd, Pb
Difractometría de Rayos X
M008 (a 10 cm de prof.)
PbFe6(SO4)4(OH)12 Plumbojarosita (mayoritario)
NaFe3(SO4)2(OH)6 Natrojarosita (mayoritario)
PbSO4 Sulfato de plomo
CaSO4.2H2O Sulfato de calcio hidratado
Ni6Fe2CO3(OH)16.4H2O Hidroxi-carbonato de hierro y níquel
Fe3O4 Óxido de hierro
SiO2 Óxido de silicio
M009 (a 10 cm de prof.)
PbFe6(SO4)4(OH)12 Plumbojarosita (mayoritario)
NaFe3(SO4)2(OH)6 Natrojarosita
PbSO4 Sulfato de plomo
MgSO4.H2O Sulfato de magnesio hidratado
MgCl2 Fe3O4 Cloruro de magnesio Óxido de hierro
SiO2 Óxido de silicio
M008 (esfloraciones)
Na2Zn(SO4)2.4H2O Sulfato de Zn y sodio hidratado
(mayoritario)
Na2S2O6.2H2O Sulfato de sodio hidratado (mayoritario)
Na2Fe(SO4)2 Sulfato de hierro y sodio
Na3Fe(SO4)3 Sulfato de hierro y sodio
FeSO4.7H2O Sulfato de hierro hidratado
(Fe,Cu,Zn)SO4.7H2O Sulfato de Zn, cobre y hierro hidratado
NiSO4.H2O Sulfato de níquel Cu2SO4 Sulfato de cobre
Fe1-xS Sulfuro de hierro
Mn2O3 Óxido de manganeso
Fe2O3 Óxido de hierro
M009 (esfloraciones)
MnO2 Óxido de manganeso (mayoritario)
(Fe,Cu,Zn)SO4.7H2O Sulfato de Zn, cobre y hierro hidr.
(mayoritario)
Mg4O3SO4.11H2O Oxi-sulfato de magnesio hidratado
(mayoritario) Na3Fe(SO4)3 Sulfato de hierro y sodio
Pb4O3SO4.H2O Oxi-sulfato de plomo hidratado
MgS Sulfuro de magnesio
Fe2O3 Óxido de hierro
FeCl3.6H2O Cloruro de hierro hidratado
SiO2 Óxido de silicio
Fuente: Informe FUNDATEC (2007)
• Ciclos de precipitación y disolución que afectan la
composición de las aguas, generan drenaje ácido y alteran las
concentraciones totales de metales pesados y sulfatos.
• Precipitados solubles almacenan temporalmente metales
pesados que se liberan en épocas de lluvia.
Muestras de suelo en superficie (10 cm), complejos cristalinos
plumbojarosita (PbFe6(SO4)4(OH)12), jarosita (KFe3(OH)6(SO4)2), y
natrojarosita (NaFe3(SO4)2(OH)6).
Los compuestos minerales existentes son redes cristalinas
conteniendo hierro (en su mayoría); Plomo como cationes y sulfatos
y óxidos, como aniones.
• Los principales productos de oxidación de sulfuros son los oxihidroxidos de Fe de tonalidades ocres y rojizas, que forman depósitos superficiales y retienen elevadas concentraciones de metales pesados adsorbidos en su superficie.
• Procesos de evaporación: en la estación más seca es frecuente encontrar costras y eflorescencias de sulfatos de hierro soluble sobre los cantos rodados o material marino.
ANÁLISIS MINERALOGÍCOS, QUÍMICOS Y DE
LIXIVIADOS EN ZONA DE MAREAS
Difractometría de Rayos X
M40 (Zona Marea)
SiO2 Óxido de silicio (mayoritario)
(Na,Ca)Al(Si,Al)3O8 Albita (mayoritario)
Fe2SiO4 Silicato de hierro
K0.6Na 0.4Cl Cloruro de sodio y potasio
NaCl Cloruro de sodio
Ca(Mg,Fe)(CO3)2 Carbonato de calcio,
magnesio, hierro
Fe2O3 Óxido de hierro
Análisis Químico en sedimentos
Muestras Ubicación
Metales (mg/Kg)
Plomo Zn Cobre Hierro
M40 (superficial ) Zona Marea 100 2.600 100 600
Proceso de transporte por acción del agua • por aguas superficiales, (especialmente de las de carácter torrencial) • acción combinada de las mareas ordinarias y extraordinarias (7 a 9 m de
altura) Las mareas dan lugar a importantes corrientes que provocan una redistribución de los sedimentos limo-arcillosos con metales pesados, hacia el continente en pleamar y hacia la bahía en bajamar.
AMPLITUD MAREAS
Localidad Latitud S
(°) Régimen de
marea Pleamar máxima
Bajamar más baja
Nivel medio
Pto. San Antonio (Muelle Este) 40,8 semidiurno 9,14 0,01 4,45
Río Negro (Punta Redonda) 41,03 semidiurno 4,32 0,00 2,13
Cargadero de Punta Colorada 41,77 semidiurno 8.79 0,04 4,45
Fuente: Extraído de Kokot et al
ANÁLISIS DE AGUA (ZONA MAREA)
Análisis Químico de Agua
Parámetro Concentración Unidad
Sulfuros 0,02 mg/l
Sulfatos (Gravimétrico) 3.900 mg/l
Sulfitos -SO2 (Titrimétrico) 583 mg/l
Azufre total (Gravimétrico) 1533 mg/l
Sólidos disueltos totales 58.200 mg/l
Conductividad eléctrica 69.200 µS/cm
Dureza Total (Titrimétrico -en CaCO3) 15.000 mg/l
Calcio (Absorción Atómica -H.Grafito) 1.405 mg/l
Magnesio (Espectrofotometrico) 2755 mg/l
Plomo (Absorción Atómica -H.Grafito) < 0,01 mg/l
Cadmio (Absorción Atómica-H.Grafito) < 0,001 mg/l
Zn (Absorción Atómica-H.Grafito) < 0,1 mg/l
Hierro (Absorción Atómica -H.Grafito) 0,05 mg/l
Cobre (Absorción Atómica-H.Grafito) < 0,01 mg/l
Arsénico (A.A. Generador de Hidruros) <0,01 mg/l
Niveles Guía de Calidad de Agua Para la protección de vida acuática Dec. 831/93- Ley Nacional 24.051
Plomo (total) 0,01 mg/l Cadmio (total) 0,005 mg/l Zn (total) 0,0002 mg/l Cobre (total) 0,004 mg/l Arsénico (total) 0,0005 mg/l
Muestras Suelo Superficial en lÍnea recta a SAO
Muestra Distancia (m) Concentración (mg/Kg)
Pb Cu Zn S1 100 923 113 483 S2 200 360 64,2 119 S3 300 304 43,5 231,1 S4 400 61,5 20,3 57 S5 500 34,5 6,8 29,4
TRANSPORTE POR ACCIÓN EÓLICA
Ley Nacional 24.051- Dec. 831 (Niveles Guía de Calidad de Suelos) (mg/Kg peso seco)
Constituyente
Peligroso Uso Agrícola Uso Residencial Uso Industrial
CINC (TOTAL) 600 500 1500
COBRE (TOTAL) 150 100 500
PLOMO (TOTAL) 375 500 1000
• Análisis de distribución de partículas . Granulometría. % de material fino presente
MOVILIZACIÓN ANTRÓPICA
• Explotación de cantera de áridos en la Pila 2
• Autódromo
• Tránsito de vehículos y personas
• Viviendas y cría de cerdos
(2006) 13-14 personas residentes (3 niños)
(2012) 41 personas (14 niños)
ANÁLISIS VOLUMÉTRICO Y DE SUPERFICIE DEL
SECTOR DE LOCALIZACIÓN DEL MATERIAL FUENTE
• Pila 1 Cuerpo Sur: 38.859 m2 (h: 1,5 m)
• Pila 2 Cuerpo Medio: 3.364 m2 (h: 0,5 m)
• Pila 3 Cuerpo Norte: 14.759 m2 (h: 0,5 m)
densidad de 1.600 kg/m3
Franjas periféricas de las pilas del material fuente de contaminación
• Pila 1 Cuerpo Sur: 16.586 m2 (ancho 20 m)
• Pila 2 Cuerpo Medio: 2.520 m2 (ancho 10 m)
• Pila 3 Cuerpo Norte: 6.647 m2 (ancho 10 m)
107.840 tn
149.044 tn
PROPUESTA DE MANEJO DEL SITIO
Sitio Volumen Tecnología Descripción
Pila 1 58.000 m3 Contención Cobertura superior, control de drenaje
Pila 2 1700 m3 Remoción y
Disposición en celda
Sellado inferior, cobertura superior, control de drenaje
Pila 3 7400 m3
Parcela exfundición
Sector de cavas
Tratamiento de pendientes y
relleno. Evitar/ minimizar el
ingreso de agua al sistema.
Elevar la sub-base con agregado de
material limo arcilloso.
Localización de celda de contención del material de Pila 2 y 3 y de la parcela de la ex fundición.
Sectores de contornos
2 ha de cobertura superficial
Fitoremediación Desarrollo de
experiencia con especies nativas
CRITERIOS PARA DISEÑAR UN PLAN DE
REMEDIACIÓN
• Evaluar los riesgos de movilizar contaminantes en la operación de cada alternativa de remediación
• Minimizar las intervenciones sobre el área
• Evitar el traslado de los contaminantes de un cuerpo receptor a otro
• Implementar de un sistema de monitoreo y control permanente sobre el área
Las actividades de remediación y limpieza diseñadas deben incorporar medidas de seguridad e higiene laboral y extremo control que eviten el transporte de contaminación fuera del área de intervención.
ACTORES QUE INTERVINIERON e INTERVIENEN HASTA
LA FECHA
Ministerio de Salud Pública Nacional
• Comisión Multisectorial
Defensoría Gral de Río Negro (ACCIÓN DE
AMPARO 2012)
Superior Tribunal de Justicia de Río
Negro
Corte Suprema de Justicia
Municipalidad
Ministerio de Minería de la
Nación (GEAMIN)
Procuradora Gral del Estado
Fiscalía de Estado
Fundación Patagonia
BID
CODEMA
Consultora URS Defensoría Gral del Estado
Gobierno de Río Negro
MUCHAS GRACIAS
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